MVCC（Multi-Version Concurrency Control）：多版本并发控制

InnoDB存储引擎对MVCC的实现

多版本并发控制 (Multi-Version Concurrency Control)

MVCC 是一种并发控制机制，用于在多个并发事务同时读写数据库时保持数据的一致性和隔离性。它是通过在每个数据行上维护多个版本的数据来实现的。当一个事务要对数据库中的数据进行修改时，MVCC 会为该事务创建一个数据快照，而不是直接修改实际的数据行。

读（SELECT）
当一个事务执行读操作时，它会使用快照读取。快照读取是基于事务开始时数据库中的状态创建的，因此事务不会读取其他事务尚未提交的修改。具体工作情况如下：

对于读取操作，事务会查找符合条件的数据行，并选择符合其事务开始时间的数据版本进行读取
如果某个数据行有多个版本，事务会选择不晚于其开始时间的最新版本，确保事务只读取在它开始之前已经存在的数据
事务读取的是快照数据，因此其他并发事务对数据行的修改不会影响当前事务的读取操作

写操作（INSERT、UPDATE、DELETE）

当一个事务执行写操作时，它会生成一个新的数据版本，并将修改后的数据写入数据库。具体工作情况如下：
新版本的数据会带有当前事务的版本号，以便其它事务能够正确读取相应版本的数据
原始版本的数据仍然存在，供其它事务使用快照读取，这保证了其它事务不受当前事务的写操作

事务提交和回滚

当一个事务提交时，它所做的修改将成为数据库的最新版本，并且对其它事务可见
当一个事务回滚时，它所做的修改将被撤销，对其它事务不可见

版本的回收
为了防止数据库中的版本无限增长，MVCC 会定期进行版本回收，回收机制会删除已经不再需要的旧版本数据，从而释放空间。

MVCC 通过创建数据的多个版本和使用快照读取来实现并发控制。读操作使用旧版本数据的快照，写操作创建新版本，并确保原始版本仍然可用。这样，不同的事务可以在一定程度上并发执行，而不会相互干扰，从而提高了数据库的并发性能和数据一致性。

一致性非锁定读和锁定读

一致性非锁定读（Consistent Nonlocking Reads）

加一个版本号或时间戳字段
更新数据的同时：版本号 + 1 或者更新时间戳
查询时，将当前可见的版本号与对应记录的版本号进行比对，如果记录的版本小于可见版本，则表示该记录可见

在 InnoDB 存储引擎中，多版本控制 (multi versioning)open in new window 就是对非锁定读的实现。如果读取的行正在执行 DELETE 或 UPDATE 操作，这时读取操作不会去等待行上锁的释放。相反地，InnoDB 存储引擎会去读取行的一个快照数据，对于这种读取历史数据的方式，我们叫它快照读 (snapshot read)
在 Repeatable Read 和 Read Committed 两个隔离级别下，如果是执行普通的 select 语句（不包括 select ... lock in share mode ,select ... for update）则会使用一致性非锁定读（MVCC）。并且在 Repeatable Read 下 MVCC 实现了可重复读和防止部分幻读

锁定读（Locking Reads）

select ... lock in share mode
select ... for update
insert、update、delete 操作

在锁定读下，读取的是数据的最新版本，这种读也被称为当前读（current read）。锁定读会对读取到的记录加锁：

select ... lock in share mode：对记录加 S 锁，其它事务也可以加S锁，如果加 x 锁则会被阻塞
select ... for update、insert、update、delete：对记录加 X 锁，且其它事务不能加任何锁

在一致性非锁定读下，即使读取的记录已被其它事务加上 X 锁，这时记录也是可以被读取的，即读取的快照数据。上面说了，在 Repeatable Read 下 MVCC 防止了部分幻读，这边的 “部分” 是指在一致性非锁定读情况下，只能读取到第一次查询之前所插入的数据（根据 Read View 判断数据可见性，Read View 在第一次查询时生成）。但是！如果是当前读，每次读取的都是最新数据，这时如果两次查询中间有其它事务插入数据，就会产生幻读。所以， InnoDB 在实现Repeatable Read 时，如果执行的是当前读，则会对读取的记录使用 Next-key Lock ，来防止其它事务在间隙间插入数据

InnoDB 对 MVCC 的实现

MVCC 的实现依赖于：隐藏字段、Read View、undo log
在内部实现中，InnoDB 通过数据行的 DB_TRX_ID 和 Read View 来判断数据的可见性，如不可见，则通过数据行的 DB_ROLL_PTR 找到 undo log 中的历史版本。每个事务读到的数据版本可能是不一样的，在同一个事务中，用户只能看到该事务创建 Read View 之前已经提交的修改和该事务本身做的修改